Ⅰ 什麼是離子交換系統
離子交換器是利用陰、陽離子交換樹脂的交換吸附性能,去除水版中的各種陰、陽離子,達權到脫鹽的目的。離子交換器按單台設備分類有陽床、陰床、混床,在水處理應用中,以多種組合形式組成多種除鹽系統,以達到設計要求。離子交換器是制備高純水的必備設備,廣泛應用於醫葯、化工、電子、電鍍、鍋爐等領域,與反滲透、電滲析組合處理後的水質電阻率可達到1~18M
.CM。電除離子系統(EDI)
EDI(Electrodeionization)技術將電滲析技術和離子交換技術有機地結合在一起,可有效地去除水中微量的電解質離子雜質,連續24小時製取高品質純水,具有安裝簡單、作維護方便、無需酸鹼再生、不污染環境等優點。
工作原理EDI膜堆是由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿,這些樹脂位於兩個膜之間:只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。
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Ⅱ 離子交換器的工作原理
工作原理就是離子的交換。
運行時:陽樹脂(H-R)+(M+)-->:(M-R)+(H+)
陰樹脂(OH-R)+(X-)-->:(X-R)+(OH-)
其中M+為金屬離子,X-為陰離子。
再生過程為其逆過程。
離子交換器的失效控制
離子交換除鹽水處理最簡單的流程為 陽床-陰床 組成的一級復床除鹽系統。有的一級復床除鹽系統採用單元制,即每套一級復床除鹽系統包括 陽床、(除碳器)、陰床各一台,在離子交換除鹽運行過程中,無論是陽床還是陰床先失效,都是同時再生;還有的一級復床除鹽系統採用母管制,即陽床與陽床或陰床與陰床是並聯運行的,哪一台交換器失效就再生哪一台。
1 檢測和控制原理
強酸性陽樹脂對水中各種陽離子的吸附順序為:Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+. ;由此可知,水中金屬離子Na+被吸附的能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,H+.最後被其他陽離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的Na+;因此監督陽離子交換器失效是以漏鈉為標準的;其反應方程為(A代表金屬陽離子,R為樹脂基團):
An+ +nRH=RnA+n H+
HCO3- + H+ =H2O+CO2↑
強鹼性陰樹脂對水中各種陰離子的吸附順序為:SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。由此可知,HSiO3-的吸附能力最弱,所以當離子交換時樹脂層的各種離子吸附層逐漸下移,OH-.被其他陰離子置換下來,當保護層穿透時,首先泄漏的是最下層的HSiO3-;因此監督陰離子交換器失效是以漏硅為標準的;其反應方程為(B代表酸根陰離子,R為樹脂基團):
Bm- +mROH=RmB+mOH-
2 控制點和控制方法
由於母管制系統包含了單元制系統,而且它具有能充分使用樹脂、提高交換器的出水能力、降低酸鹼消耗等優點,我們在研究中主要討論以這種結構為基礎的離子交換除鹽水處理系統。
以成都生物製品研究所蛋白分離車間純水站為例,該系統為母管制水處理系統,系統的結構為:砂濾-活性炭過濾-粗濾-陽床- 一陰-二陰-混床-精濾-純水罐,系統產水能力為5 t/h,在系統的失效控制研究中,我們提出單元失效控制概念,也就是充分利用了母管制制水系統的優點對系統進行失效控制。
(1)RO對各有機溶質的去除率大於NF膜。(2)不同有機溶質的去除率不相同,有的甚至相差很大(例如,RO和NF膜對乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%,而對苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%)。
3 出水水質
原水經一級復床除鹽後,電導率(25℃)低於10μS/cm,水中硅含量低於100μg/L。
Ⅲ 混床工作原理
混床是混合離子交換柱的簡稱,是針對離子交換技術所設計的設備。所謂混床,就是把比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填於同一交換裝置中,對流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重比陰樹脂大,所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。一般陽、陰樹脂裝填的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內進行,再生時樹脂不移出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設備少,操作簡便。混床處理工藝的設備包括混合離子交換器和體外再生設備。其中體外再生設備主要包括樹脂分離器、陰(陽)樹脂再生器、樹脂貯存塔、混雜樹脂塔和酸鹼再生設備。產水量從0.5t/h—98t/h。陽床裝載強酸陽離子交換樹脂,陰床裝載強鹼陰離子交換樹脂,裝載高度一向在1000—2400 mm,小型濾帽式設備底部沒有承托層,中大型設備底部有粒度不同多級別石英砂承托層(現不建議這樣做,因為酸洗的時候石英砂和酸會產生化學反應,對水質造成影響),逆流再生固定床樹脂頂層有200 mm厚壓脂層樹脂(特殊的樹脂用來覆蓋下面的樹脂)。有機玻璃柱運行壓力≤0.15MPa,其他材質的設備運行壓力≤0.6MPa。
Ⅳ 水質處理中,我們使用的是反滲透膜原理,但是為什麼反滲透後面又加裝了離子交換器
如果在反滲透後面又加裝了離子交換設備,那麼該設備就應該是混床或者精混版床,區分二者的區別是:權用鹽酸液鹼再生的叫混床,定期直接更換樹脂的叫精混床。
為什麼要加呢?第一:反滲透設備處理後的水質只能在0.1-1兆歐即使是二級逆滲透也最多可以做到1兆歐,而且水質很容易就下來了。而混床或精混可以達到1以上,甚至是18兆歐,水質提高很大,也許你又要問,既然後面的混床或精混處理的好為什麼還要用反滲透呢?因為反滲透去除掉水中的99%以上的雜質,會有效減輕後面樹脂的負擔,降低後面樹脂再生或更換的頻率。就好像反滲透前面加石英砂、活性碳是用來保護RO膜的一樣。越往後的東西越值錢,越需要保護!
Ⅳ 離子交換設備的工程公司提供
去離子水原理:
去離子水:就是將水通過陽離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強酸性陽離子交換樹脂),則水中的陽離子被樹脂所吸收,樹脂上的陽離子H+被置換到水中,並和水中的陽離子組成相應的無機酸;含此種無機酸的水再通過陰離子交換樹脂(常用的為苯乙烯型強鹼性陰離子)OH-被置換到水中,並和水中的H+結合成水,此即去離子水。去離子水在現代工業中有著非常廣泛的用途,使用去離子水,是我國很多行業提高產品質量的,趕超世界先進水平的重要手段之一。 由於去離子水中的離子數可以被人為的控制,從而,使它的電阻率、溶解度、腐蝕性、病毒細菌等物理、化學及病理等指標均得到良好的控制。在工業生產及實驗室的實驗中,如果涉及到使用水的工藝都被使用了去離子水,那麼,許多參數會更接近設計或理想數據,產品質量將變得易於控制。
去離子水是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進行置換的一種傳統水處理工藝,陰、陽離子交換樹脂按不同比例進行搭配可組成離子交換陽床系統,離子交換陰床系統及離子交換混床(復床)系統,而混床(復床)系統又通常是用在反滲透等水處理工藝之後用來製取超純水,高純水的終端工藝,他是用來制備超純水、高純水不可替代的手段之一。其出水電導率可低於1uS/cm以下,出水電阻率達到1MΩ.cm以上,根據不同的水質及使用要求,出水電阻率可控制在1~18MΩ.cm之間。被廣泛應用在電子、電力超純水,化工,電鍍超純水,鍋爐補給水及醫葯用超純水等工業超純水,高純水的制備上。 採用陰床,陽床,混床
去離子超純水處理設備採用反滲透主機加兩級混床
去離子超純水處理設備 離子交換樹脂的工作原理 採用離子交換方法,可以把水中呈離子態的陽、陰離子去除,以氯化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類,水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達:
1、陽離子交換樹脂:R—H+Na+ R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O
由此可看出,水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代,而反應生成物只有H2O,故達到了去除水中鹽的作用。 離子交換陰樹脂 離子交換陽樹脂 離子交換拋光樹脂 離子交換柱 離子交換樹脂的預處理
陽離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗,然後用4~5%的HCl和NaOH在交換柱中依次交替浸泡2~4小時,在酸鹼之間用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸鹼用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的HCl溶液進行,放盡酸液,用清水淋洗至中性即可待用。
陰離子交換樹脂的預處理
先用清水對樹脂進行沖洗,然後用4 ~5%的NaOH和HCl在交換柱中依次交替浸泡2 ~4小時,在鹼酸之間用大量清水淋洗至出水接近中性,如此重復2~3次,每次酸鹼用量為樹脂體積的2倍。最後一次處理應用4~5%的NaOH溶液進行,用放盡鹼液,用清水淋洗至中性即可待用。
碳鋼襯膠陽床+陰床+混床
離子交換超純水處理設備反滲透+1級混床
離子交換超純水小型反滲透+兩級混床
去離子交換超純水設備 離子交換樹脂再生工藝 離子交換樹脂在使用一段時間後,吸附的雜質接近飽和狀態,就要進行再生處理,使之恢復原來的組成和性能。國內樹脂的再生常用化學葯劑酸鹼法使失效的樹脂恢復交換能力,酸的使用通常採用HCl或H2SO4,調配濃度為3-5%左右;鹼的使用一般採用NaOH,調配濃度為3-5%左右。
一、去離子水設備反洗分層:
反洗流速10米/時,反洗時間15分鍾,以沉降後陽,陰樹脂層界面是否清晰判別分層效果。
二、進再生液:
用20分鍾左右的時間泵完所需的再生液,浸泡2-3個小時後採用正洗的方法,陰樹脂沖洗至出水鹼度PH=8-9左右,陽樹脂沖洗至出水酸度PH=5-6左右。
三混合:
從底部進入氮氣(也可用壓縮空氣,真空抽氣等)進行混合,進氣壓0.1~0.15MPa,進氣量2.5~3.0米3/(米2·分),混合時間一般為5~10分種,以柱內樹脂充分混合為終點。 有機玻璃柱超純水
離子交換柱設備(4噸)有機玻璃柱超純水
離子交換柱設備(0.5噸)有機玻璃柱超純水
離子交換柱設備(1噸) 離子交換樹脂超純水制備工藝的特點及應用領域 離子交換設備是傳統的去離子水設備,它的產水水質穩定,造價相對較低。在以往的電廠鍋爐補給水都是採用陽床+陰床+混床處理工藝。
隨著反滲透、EDI等工藝的發展,離子交換設備操作復雜,不容易實現自動化,浪費酸鹼,運行成本高等缺點更加突出,更多的應用於反滲透的深度處理。
小型的去離子水設備常採用有機玻璃交換柱,有利於觀察樹脂運行情況。如混合離子交換器再生分層是否充分,陽離子是否「中毒」等,樹脂損耗情況等。
大型的去離子水設備則採用碳鋼內襯環氧樹脂或襯膠,中間預留可視裝置,以便於離子再生時在線觀測再生液水位狀況。
1、工業超純水處理工藝,是目前工業用超純水的制備上應用最多的一種工藝之一。
2、食品工業離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。
3、制葯工業去離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。
4、合成化學和石油化學工業在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。
5、電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。
6、濕法冶金及其他離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。
去離子水的處理步驟
從自來水到去離子水一般要經過幾步處理 :
1、先通過石英砂過濾顆粒較粗的雜質
2、然後高壓通過反滲透膜
3、最後一般還要經過一步紫外殺菌以去除水中的微生物
4、假如此時電阻率還沒有達到要求的話,可以再進行一次離子交換過程最高電阻率可達到18兆。
相對而言,蒸餾水只是先氣化再冷凝,其純度如電導率一般不如純度高的去離子水,半導體工業中用的大多數是高純度的去離子水設備。
離子交換設備工藝
1、預處理-反滲透-水箱-陽床-陰床-混合床-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精製混床-精密過濾器-用水對象
2、預處理-一級反滲透-加葯機(PH調節)-中間水箱-二級反滲透-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象
3、預處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象
4、預處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精製混床-0.2或0.5μm精密過濾器-用水對象為滿足用戶需要,達到符合標準的水質,盡可能地減少各級的污染,在工藝設計上,取達國家自來水標準的水為源水,再設有介質過濾器,活性碳過濾器,精密過濾器等預處理系統、RO反滲透主機系統、離子交換混床系統等。
Ⅵ 一般電廠的陰陽離子交換器的工作原理
陽床用酸再生之後,樹脂為H型,運行時吸附水中的陽離子,放出H離子,
陰床用鹼再生之後,樹脂為OH型,運行時吸附水中的陰離了,放出OH離子,
放出來的H離子和OH離子反應生成水分子,達到除鹽的目的。
Ⅶ 陰離子交換器(陰床)是如何處理水的
水處理中"陰床"(陰離子交換器),是吸附水中陰離子物質的一種離子交換設備…。華粼水質
Ⅷ 混合離子交換器的工作原理是什麼
陽、陰兩種離子交換樹脂,互相充分地混合在一個離子交換器內,同時進行陽、陰離子交換的設備。簡稱混床。所謂混床,就是把一定比例的陽、陰離子交換樹脂混合裝填於同一交換裝置中,對流體中的離子進行交換、脫除。由於陽樹脂的比重比陰樹脂大,所以在混床內陰樹脂在上陽樹脂在下。
一般陽、陰樹脂裝填的比例為1:2,也有裝填比例為1:1.5的,可按不同樹脂酌情考慮選擇。混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。同步再生式混床在運行及整個再生過程均在混床內進行,再生時樹脂不移出設備以外,且陽、陰樹脂同時再生,因此所需附屬設備少,操作簡便。混合床離子交換法,就是把陰、陽離子交換樹脂放置在同一個交換器中,在運行前將它們均勻混合,所以可看著是由無數陰、陽交換樹脂交錯排列的多級式復床,水中所含鹽類的陰、陽離子通過該項交換器,則被樹脂交換,而得到高度純水。在混合床中,由於陰、陽樹脂是相互混勻的,所以其陰、陽離子交換反應幾乎同時進行,或者說,水的陽離子交換和陰離子交換是多次交錯進行的,經H型交換所產生的H+和經過OH型交換所產生的OH-都不能積累起來,基本上消除反離子的影響,交換進行得比較徹底。由於進入混合床的初級純水質較好,交換器的負載較輕,樹脂的交換能力很長時間才被子耗竭。本混合床採用體內再生法,再生時首先利用兩種樹脂的比重不同,用反洗使用權陰、陽離子交換樹脂完全分離,陽樹脂沉積在下,陰樹脂浮在上面,然後陽樹脂用鹽酸(或硫酸)再生,陰樹脂用燒鹼再生。
Ⅸ 離子交換過程的5個步驟
離子交換過程歸納為如下幾個過程1.水中離子在水溶液中向樹脂表面擴散2.水中離子進入樹脂顆粒的交聯網孔,並進行擴散3.水中離子與樹脂交換基團接觸,發生復分解反應,進行離子交換4.被交換下來的離子,在樹脂的交聯網孔內向樹脂表面擴散5.被交換下來的離子,向水溶液中擴散影響交換的主要因素有流速、原料液濃度、溫度等。流速原料液的流速實際上反映了達到反應平衡的時間,在交換過程中,離子進行擴散—交換—擴散一系列步驟,有效地控制流速很重要。一般,交換液流速大,離子的透析量就高,未來及交換而通過樹脂層流失的量增多。因此,應根據交換容量等選擇適宜的流速。原料液濃度樹脂中可交換的離子與溶液中同性離子既有可能進行交換,也有可能相斥,液相離子濃度高,樹脂接觸機會多,較易進入樹脂網孔內,液相濃度低,樹脂交換容量大時,則相反。但液相離子濃度過高,將引起樹脂表面及內部交聯網孔收縮,也會影響離子進入網孔。實驗證明,在流速一定時,溶液濃度越高,溶質的流失量液越大。溫度溫度越提高,離子的熱運動越劇烈。單位時間碰撞次數增加,可加快反應速率。但溫度太高,離子的吸附強度會降低,甚至還會影響樹脂的熱穩定性,經濟上不利,實際生產中採用室溫操作較宜。
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Ⅹ 什麼是離子交換系統
離子交換器是利用抄陰、陽離子交換樹脂的交換吸附性能,去除水中的各種陰、陽離子,達到脫鹽的目的。離子交換器按單台設備分類有陽床、陰床、混床,在水處理應用中,以多種組合形式組成多種除鹽系統,以達到設計要求。離子交換器是制備高純水的必備設備,廣泛應用於醫葯、化工、電子、電鍍、鍋爐等領域,與反滲透、電滲析組合處理後的水質電阻率可達到1~18M .CM。電除離子系統(EDI) EDI(Electrodeionization)技術將電滲析技術和離子交換技術有機地結合在一起,可有效地去除水中微量的電解質離子雜質,連續24小時製取高品質純水,具有安裝簡單、作維護方便、無需酸鹼再生、不污染環境等優點。 工作原理EDI膜堆是由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿,這些樹脂位於兩個膜之間:只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。
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